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专利号: 2019105461952
申请人: 武汉轻工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-07-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种炭气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将间苯二酚和甲醛溶于分散剂中,加入环六次甲基四胺,形成混合溶液;

静置所述混合溶液以形成凝胶,经溶剂置换得有机湿凝胶;

将所述有机湿凝胶干燥处理形成有机气凝胶;

将所述有机气凝胶炭化处理后,置于二氧化碳气氛中活化处理,得炭气凝胶;

其中,所述分散剂为乙醇溶液;

所述将所述有机湿凝胶干燥处理形成有机气凝胶的步骤包括:将所述有机湿凝胶置于干燥箱中,先以1.5℃/min的升温速率从25℃升温至80℃后,在该温度下恒温干燥8h,然后以2℃/min的升温速率继续升温至140℃并在该温度下保温8h,得有机气凝胶;或者,

将所述有机湿凝胶置于干燥箱中,先以1.2℃/min的升温速率从20℃升温至73℃后,在该温度下恒温干燥7h,然后以1.8℃/min的升温速率继续升温至130℃并在该温度下保温

6h,得有机气凝胶。

2.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法,其特征在于,所述将间苯二酚和甲醛溶于分散剂中,加入环六次甲基四胺,形成混合溶液的步骤中,所述乙醇溶液的体积分数为85(v/v)%~90(v/v)%;和/或,所述乙醇溶液中含有的乙醇与间苯二酚的摩尔比为1:(1~3);和/或,所述间苯二酚与所述环六次甲基四胺的质量比为(18~20):1;和/或,所述间苯二酚与所述甲醛的摩尔比为(2~5):1。

3.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法,其特征在于,所述静置所述混合溶液以形成凝胶,经溶剂置换得有机湿凝胶的步骤包括:将所述混合溶液于20~30℃温度下静置20~24h后,转移至70~85℃温度下静置5~7天,形成凝胶;

将所述凝胶浸泡于丙酮中4~6天,期间每隔20~28h更换一次丙酮,得有机湿凝胶。

4.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法,其特征在于,所述将所述有机气凝胶炭化处理后,置于二氧化碳气氛中活化处理,得炭气凝胶的步骤包括:在惰性气体保护下,将所述有机气凝胶升温至900~1100℃炭化处理4~6h;

在二氧化碳保护下,将炭化处理后的所述有机气凝胶升温至1000~1200℃活化处理1~2h,冷却后形成炭气凝胶。

5.如权利要求4所述的炭气凝胶的制备方法,其特征在于,所述在惰性气体保护下,将所述有机气凝胶升温至900~1100℃炭化处理4~6h的步骤中,通入所述惰性气体的流速为80~100mL/min;和/或,所述炭化处理的升温速率为2~3℃/min。

6.如权利要求4所述的炭气凝胶的制备方法,其特征在于,所述在二氧化碳保护下,将炭化处理后的所述有机气凝胶升温至1000~1200℃活化处理1~2h,冷却后形成炭气凝胶的步骤中,升温速率为5~8℃/min。

7.一种电极片,其特征在于,包括如下重量份数的原料:如权利要求1至6任一项所述的炭气凝胶制备方法制得的炭气凝胶18~22份以及质量分数为50%~70%的聚四氟乙烯溶液1~1.2份。

8.一种如权利要求7所述的电极片的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将如权利要求1至6任一项所述的炭气凝胶制备方法制得的炭气凝胶粉碎处理后,过

100~200目筛,得炭气凝胶粉;

将所述炭气凝胶粉、聚四氟乙烯溶液以及无水乙醇混合并搅拌均匀,得混合物;

将所述混合物于60~80℃下烘烤至所述混合物呈糊状;

将糊状的所述混合物压制成片后,于110~120℃下干燥处理,得电极薄片;

于8~10MPa下,将所述电极薄片压在泡沫镍集流体上,得电极片。

9.一种超级电容器,其特征在于,包括如权利要求7所述的电极片。